JPH0590214A - 同軸型プラズマ処理装置 - Google Patents
同軸型プラズマ処理装置Info
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- JPH0590214A JPH0590214A JP3278837A JP27883791A JPH0590214A JP H0590214 A JPH0590214 A JP H0590214A JP 3278837 A JP3278837 A JP 3278837A JP 27883791 A JP27883791 A JP 27883791A JP H0590214 A JPH0590214 A JP H0590214A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chamber
- cylindrical chamber
- cylindrical
- chamber plate
- temperature
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32458—Vessel
- H01J37/32522—Temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
- H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
- H01J2237/334—Etching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
- Y10S156/912—Differential etching apparatus having a vertical tube reactor
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 縦長の筒状チャンバー2の上下開口をチャン
バープレート3,4で塞ぎ、筒状チャンバー2の内外に
筒状の内部電極15及び外部電極16を配置してなり、
上部チャンバープレート3に冷却コイル8及びこの冷却
コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレート3に強制
的に吹き付けるファンユニット9を付設したことを特徴
とする同軸型プラズマ処理装置1。 【効果】 上部チャンバープレート3を強制冷却するこ
とにより、筒状チャンバー2の上部の温度上昇を防止
し、もって、ウェハーWのアッシングレート均一性は良
好に保てる。
バープレート3,4で塞ぎ、筒状チャンバー2の内外に
筒状の内部電極15及び外部電極16を配置してなり、
上部チャンバープレート3に冷却コイル8及びこの冷却
コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレート3に強制
的に吹き付けるファンユニット9を付設したことを特徴
とする同軸型プラズマ処理装置1。 【効果】 上部チャンバープレート3を強制冷却するこ
とにより、筒状チャンバー2の上部の温度上昇を防止
し、もって、ウェハーWのアッシングレート均一性は良
好に保てる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体ウェハ表面のレジ
スト膜のアッシング等に用いる同軸型プラズマ処理装置
に関する。
スト膜のアッシング等に用いる同軸型プラズマ処理装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】外部電極と内部電極とを筒状チャンバー
を挟んで同軸状に配置したプラズマ処理装置として特公
昭53−33471号公報に開示される装置がある。
を挟んで同軸状に配置したプラズマ処理装置として特公
昭53−33471号公報に開示される装置がある。
【0003】同軸型プラズマ処理装置の一般的な構造
は、図2に示すように石英等からなる縦長の筒状チャン
バー100の上下の開孔をチャンバープレート101,
102で閉塞し、筒状チャンバー100の内外に筒状の
内部電極103及び筒状の外部電極104を夫々配置
し、この外部電極104の外方にプレヒータ105を配
置してなる。
は、図2に示すように石英等からなる縦長の筒状チャン
バー100の上下の開孔をチャンバープレート101,
102で閉塞し、筒状チャンバー100の内外に筒状の
内部電極103及び筒状の外部電極104を夫々配置
し、この外部電極104の外方にプレヒータ105を配
置してなる。
【0004】一方、石英等のロッドを起立してなるウェ
ハー保持体106に、予め50〜100枚のウェハー1
07を段積み収納したものを、図中矢印の如くにプラ
ズマ処理装置に下から挿入する。筒状チャンバー100
内を真空引きし、減圧下でO2(酸素)を投入し、プレ
ヒータ105に通電して装置全体をある程度暖めて、プ
ラズマの発生条件を整えるとともに、高周波発振器10
8により、外部電極104と内部電極103との間に酸
素プラズマを発生せしめる。
ハー保持体106に、予め50〜100枚のウェハー1
07を段積み収納したものを、図中矢印の如くにプラ
ズマ処理装置に下から挿入する。筒状チャンバー100
内を真空引きし、減圧下でO2(酸素)を投入し、プレ
ヒータ105に通電して装置全体をある程度暖めて、プ
ラズマの発生条件を整えるとともに、高周波発振器10
8により、外部電極104と内部電極103との間に酸
素プラズマを発生せしめる。
【0005】この酸素プラズマによって、ウェハー10
7…表面のホトレジストを灰化処理(アッシング)す
る。
7…表面のホトレジストを灰化処理(アッシング)す
る。
【0006】図3はアッシングレートの温度依存性を示
す図であり、x軸はウェハーの端部−中心−端部を示
し、y軸はアッシングレートを示す。パラメータt0,
t1,t2は処理温度であって、t0<t1<t2の関
係にある。同図によれば、ウェハーの中心より端部の方
がアッシングレートは高く、また、処理温度が高いほど
アッシングレートは高くなる。
す図であり、x軸はウェハーの端部−中心−端部を示
し、y軸はアッシングレートを示す。パラメータt0,
t1,t2は処理温度であって、t0<t1<t2の関
係にある。同図によれば、ウェハーの中心より端部の方
がアッシングレートは高く、また、処理温度が高いほど
アッシングレートは高くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記プレヒータ105
は装置温度を一定値に保ってアッシングレートをある程
度高めることを目的として付設されている。しかし、同
軸型プラズマ処理装置でプラズマが発生すると、そのプ
ラズマの熱により筒状チャンバー100内の温度が徐々
に上がる傾向にある。そして、同軸型プラズマ処理装置
の筒状チャンバー100は、ウェハー 107を50〜
100枚段積み収納する関係から、縦長である。その為
にドラフト作用によって筒状チャンバー100の上部が
下部に対して高温になることが分かった。その結果、図
3に示した通り上方のウェハー107は、ウェハーの中
心と端部のアッシングレートの差が著しくなり好ましく
ない。
は装置温度を一定値に保ってアッシングレートをある程
度高めることを目的として付設されている。しかし、同
軸型プラズマ処理装置でプラズマが発生すると、そのプ
ラズマの熱により筒状チャンバー100内の温度が徐々
に上がる傾向にある。そして、同軸型プラズマ処理装置
の筒状チャンバー100は、ウェハー 107を50〜
100枚段積み収納する関係から、縦長である。その為
にドラフト作用によって筒状チャンバー100の上部が
下部に対して高温になることが分かった。その結果、図
3に示した通り上方のウェハー107は、ウェハーの中
心と端部のアッシングレートの差が著しくなり好ましく
ない。
【0008】そこで本発明の目的は同軸型プラズマ処理
装置におけるアッシングレートの均一性を改善すること
にあり、具体的には上部チャンバープレートの冷却によ
る改善策を提示するものである。
装置におけるアッシングレートの均一性を改善すること
にあり、具体的には上部チャンバープレートの冷却によ
る改善策を提示するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、縦長の筒状チャンバーの上下開口をチャンバー
プレートで塞ぎ、筒状チャンバーの内外に筒状の内部電
極及び外部電極を配置してなる同軸型プラズマ処理装置
において、前記上部チャンバープレートに冷却コイル及
びこの冷却コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレー
トに強制的に吹き付けるファンユニットを付設したこと
を特徴とする同軸型プラズマ処理装置を構成する。
発明は、縦長の筒状チャンバーの上下開口をチャンバー
プレートで塞ぎ、筒状チャンバーの内外に筒状の内部電
極及び外部電極を配置してなる同軸型プラズマ処理装置
において、前記上部チャンバープレートに冷却コイル及
びこの冷却コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレー
トに強制的に吹き付けるファンユニットを付設したこと
を特徴とする同軸型プラズマ処理装置を構成する。
【0010】
【作用】プロセスの要求に基づいてファンを回転し、冷
却コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレートに吹き
付け、上部チャンバープレートを強制冷却し、もって筒
状チャンバーの上部及び内部電極の温度上昇を防止す
る。
却コイル廻りの冷空気を上部チャンバープレートに吹き
付け、上部チャンバープレートを強制冷却し、もって筒
状チャンバーの上部及び内部電極の温度上昇を防止す
る。
【0011】
【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
説明する。図1は本発明に係る同軸型プラズマ処理装置
の断面図であり、同軸型プラズマ処理装置1は石英等か
らなる縦長の筒状チャンバー2の上部開口を上部チャン
バープレート3で閉塞し、下部開口を下部チャンバープ
レート4で閉塞し、上部チャンバープレート3の上面に
フィン5…を一体形成し、このフィン5…から少し上方
に、通水銅管6と冷却フィン7…とからなる冷却コイル
8を設け、この冷却コイル8の少し上方にファンユニッ
ト9を設けたことを特徴とする。
説明する。図1は本発明に係る同軸型プラズマ処理装置
の断面図であり、同軸型プラズマ処理装置1は石英等か
らなる縦長の筒状チャンバー2の上部開口を上部チャン
バープレート3で閉塞し、下部開口を下部チャンバープ
レート4で閉塞し、上部チャンバープレート3の上面に
フィン5…を一体形成し、このフィン5…から少し上方
に、通水銅管6と冷却フィン7…とからなる冷却コイル
8を設け、この冷却コイル8の少し上方にファンユニッ
ト9を設けたことを特徴とする。
【0012】上記ファンユニット9は熱電対10、温度
コントローラ11及び可変速運転用インバータ(以下、
単に「インバータ」と言う)12の閉ループにより制御
される。又、筒状チャンバー2の内外に同心円状に内部
電極15と外部電極16を夫々配置し、この外部電極1
6の外方に上部ヒータ17と下部ヒータ18を段積み配
置してなる。
コントローラ11及び可変速運転用インバータ(以下、
単に「インバータ」と言う)12の閉ループにより制御
される。又、筒状チャンバー2の内外に同心円状に内部
電極15と外部電極16を夫々配置し、この外部電極1
6の外方に上部ヒータ17と下部ヒータ18を段積み配
置してなる。
【0013】上部ヒータ17は上部コントローラ19を
介して給電され、上部コントローラ19は上部熱電対2
0の測定値に基づいて上部ヒータ17をON/OFF制
御する。
介して給電され、上部コントローラ19は上部熱電対2
0の測定値に基づいて上部ヒータ17をON/OFF制
御する。
【0014】又、下部ヒータ18は下部コントローラ2
1を介して給電され、下部コントローラ21は下部熱電
対22の測温値に基づいて下部ヒータ18をPID制御
する。PID制御は比例−積分−微分制御をいい、測温
値が設定値から十分に離れていればヒータ出力を高め、
測温値が設定値に近づくほどヒータ出力を絞り、オーバ
ーシュートやハンチングを防止する制御方式である。
1を介して給電され、下部コントローラ21は下部熱電
対22の測温値に基づいて下部ヒータ18をPID制御
する。PID制御は比例−積分−微分制御をいい、測温
値が設定値から十分に離れていればヒータ出力を高め、
測温値が設定値に近づくほどヒータ出力を絞り、オーバ
ーシュートやハンチングを防止する制御方式である。
【0015】なお、本実施例では上部ヒータ17、下部
ヒータ18ともに赤外線ヒータである。図中、24はガ
ス導入管であり、25は排気管である。
ヒータ18ともに赤外線ヒータである。図中、24はガ
ス導入管であり、25は排気管である。
【0016】以上の構成からなる同軸型プラズマ処理装
置の作用を次に述べる。排気管25において筒状チャン
バー2内を10-5Torr(トール)程度まで真空排気
した後に酸素若しくは酸素ヘリウム混合ガスをガス導入
管24から補給して、筒状チャンバー2内を0.5〜
1.0 Torrに保つ。
置の作用を次に述べる。排気管25において筒状チャン
バー2内を10-5Torr(トール)程度まで真空排気
した後に酸素若しくは酸素ヘリウム混合ガスをガス導入
管24から補給して、筒状チャンバー2内を0.5〜
1.0 Torrに保つ。
【0017】一方、上部ヒータ17及び下部ヒータ18
にて筒状チャンバー2内の温度を80℃に保ち、外部電
極16と内部電極15との間にプラズマを発生せしめて
ウェハーWのアッシングを開始する。アッシング処理時
間はホトラジストの膜厚、ウェハーの処理枚数にもよる
が約20分である。この間に筒状チャンバー2の温度が
徐々に上昇するので、上部ヒータ17は上部コントロー
ラ19によりOFFされ、下部ヒータ18も下部コント
ローラ21により徐々に絞られ、筒状チャンバー2内の
温度上昇を抑制する。
にて筒状チャンバー2内の温度を80℃に保ち、外部電
極16と内部電極15との間にプラズマを発生せしめて
ウェハーWのアッシングを開始する。アッシング処理時
間はホトラジストの膜厚、ウェハーの処理枚数にもよる
が約20分である。この間に筒状チャンバー2の温度が
徐々に上昇するので、上部ヒータ17は上部コントロー
ラ19によりOFFされ、下部ヒータ18も下部コント
ローラ21により徐々に絞られ、筒状チャンバー2内の
温度上昇を抑制する。
【0018】又、図1上部においては、熱電対10が上
部チャンバープレート3の温度を常時モニターしてい
る。温度コントローラ11は例えば設定温度が90℃で
あり、熱電対10の検出温度が90℃を超えるとファン
ユニット9を始動する。
部チャンバープレート3の温度を常時モニターしてい
る。温度コントローラ11は例えば設定温度が90℃で
あり、熱電対10の検出温度が90℃を超えるとファン
ユニット9を始動する。
【0019】通水銅管6には10〜20℃の冷却水が連
続的に通水されているので、ファンユニット9による空
気流れKは冷却フィン7で十分に冷却された後、上部チ
ャンバープレート3に衝突する。上部チャンバープレー
ト3は上面にフィン5…があるために伝熱面積は大き
く、十分に強制冷却される。
続的に通水されているので、ファンユニット9による空
気流れKは冷却フィン7で十分に冷却された後、上部チ
ャンバープレート3に衝突する。上部チャンバープレー
ト3は上面にフィン5…があるために伝熱面積は大き
く、十分に強制冷却される。
【0020】ファンユニット9が始動後も、上部チャン
バープレート3の温度上昇が続く場合は、温度コントロ
ーラ11はインバータ12を介してファンユニット9の
回転数を上昇し、空気流量を増加する。上記の冷却作用
が順調で上部チャンバープレート3の温度が90℃に低
下したら、インバータ12にてファンユニット9の回転
数を絞り、更に85℃で停止する。
バープレート3の温度上昇が続く場合は、温度コントロ
ーラ11はインバータ12を介してファンユニット9の
回転数を上昇し、空気流量を増加する。上記の冷却作用
が順調で上部チャンバープレート3の温度が90℃に低
下したら、インバータ12にてファンユニット9の回転
数を絞り、更に85℃で停止する。
【0021】即ち、温度コントローラ11の応答性を筒
状チャンバー2内の温度特性にある程度合せておけば、
上部チャンバープレート3の温度が85℃〜90℃の範
囲に収める様にファンユニット9を連続的に運転するこ
とは容易に可能である。
状チャンバー2内の温度特性にある程度合せておけば、
上部チャンバープレート3の温度が85℃〜90℃の範
囲に収める様にファンユニット9を連続的に運転するこ
とは容易に可能である。
【0022】尚、本実施例では上部チャンバープレート
3と冷却コイル8は非一体構造であるから、上部チャン
バープレート3の構成は複雑にならない。更に、本実施
例ではヒータを上下に分割し、上部ヒータ17を絞り、
下部ヒータ18を制御するようにしているので、縦長の
筒状チャンバ2内の高さ方向の温度均一性を図れる。よ
って、上部チャンバープレート3の強制冷却と上下に分
割されたヒータ17,18との協働により、筒状チャン
バー2内の温度が所要範囲内に維持されるので、ウェハ
ー端部のアッシングレートが抑えられて均一なアッシン
グレートが再現性よく得られる。
3と冷却コイル8は非一体構造であるから、上部チャン
バープレート3の構成は複雑にならない。更に、本実施
例ではヒータを上下に分割し、上部ヒータ17を絞り、
下部ヒータ18を制御するようにしているので、縦長の
筒状チャンバ2内の高さ方向の温度均一性を図れる。よ
って、上部チャンバープレート3の強制冷却と上下に分
割されたヒータ17,18との協働により、筒状チャン
バー2内の温度が所要範囲内に維持されるので、ウェハ
ー端部のアッシングレートが抑えられて均一なアッシン
グレートが再現性よく得られる。
【0023】
【発明の効果】以上に述べた通り本発明は、上部チャン
バープレートを強制冷却することにより、筒状チャンバ
ーの上部の温度上昇を防止し、もって、ウェハーのアッ
シングレート均一性は良好に保てる。
バープレートを強制冷却することにより、筒状チャンバ
ーの上部の温度上昇を防止し、もって、ウェハーのアッ
シングレート均一性は良好に保てる。
【図1】本発明に係る同軸型プラズマ処理装置の断面図
【図2】従来の同軸型プラズマ処理装置の断面図
【図3】アッシングレートの温度依存性を示す図
1…同軸型プラズマ処理装置、2…筒状チャンバー、3
…上部チャンバープレート、4…下部チャンバープレー
ト、8…冷却コイル、9…ファンユニット、15…内部
電極、16…外部電極、K…空気流れ、W…ウェハー。
…上部チャンバープレート、4…下部チャンバープレー
ト、8…冷却コイル、9…ファンユニット、15…内部
電極、16…外部電極、K…空気流れ、W…ウェハー。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月9日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】以上の構成からなる同軸型プラズマ処理装
置の作用を次に述べる。排気管25において筒状チャン
バー2内を10ー3 Torr(トール)程度まで真空排気
した後に酸素若しくは酸素ヘリウム混合ガスをガス導入
管24から補給して、筒状チャンバー2内を0.5〜
1.0Torrに保つ。
置の作用を次に述べる。排気管25において筒状チャン
バー2内を10ー3 Torr(トール)程度まで真空排気
した後に酸素若しくは酸素ヘリウム混合ガスをガス導入
管24から補給して、筒状チャンバー2内を0.5〜
1.0Torrに保つ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正内容】
【0017】一方、上部ヒータ17及び下部ヒータ18
にて筒状チャンバー2内の温度を80℃に保ち、外部電
極16と内部電極15との間にプラズマを発生せしめて
ウェハーWのアッシングを開始する。アッシング処理時
間はホトレジストの膜厚、ウェハーの処理枚数にもよる
が約20分である。この間に筒状チャンバー2の温度が
徐々に上昇するので、上部ヒータ17は上部コントロー
ラ19によりOFFされ、下部ヒータ18も下部コント
ローラ21により徐々に絞られ、筒状チャンバー2内の
温度上昇を抑制する。
にて筒状チャンバー2内の温度を80℃に保ち、外部電
極16と内部電極15との間にプラズマを発生せしめて
ウェハーWのアッシングを開始する。アッシング処理時
間はホトレジストの膜厚、ウェハーの処理枚数にもよる
が約20分である。この間に筒状チャンバー2の温度が
徐々に上昇するので、上部ヒータ17は上部コントロー
ラ19によりOFFされ、下部ヒータ18も下部コント
ローラ21により徐々に絞られ、筒状チャンバー2内の
温度上昇を抑制する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所
H05H 1/46 9014−2G
Claims (1)
- 【請求項1】 縦長の筒状チャンバーの上下開口をチャ
ンバープレートで塞ぎ、筒状チャンバーの内外に筒状の
内部電極及び外部電極を配置してなる同軸型プラズマ処
理装置において、前記上部チャンバープレートに冷却コ
イル及びこの冷却コイル廻りの冷空気を上部チャンバー
プレートに強制的に吹き付けるファンユニットを付設し
たことを特徴とする同軸型プラズマ処理装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3278837A JPH0590214A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 同軸型プラズマ処理装置 |
US07/954,210 US5364488A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | Coaxial plasma processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3278837A JPH0590214A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 同軸型プラズマ処理装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0590214A true JPH0590214A (ja) | 1993-04-09 |
Family
ID=17602845
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3278837A Pending JPH0590214A (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 同軸型プラズマ処理装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5364488A (ja) |
JP (1) | JPH0590214A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR19980064156A (ko) * | 1996-12-16 | 1998-10-07 | 조셉 제이, 스위니 | 반도체 웨이퍼 처리용 시스템을 위한 폐쇄 루프 돔의 열제어장치 |
KR100841867B1 (ko) * | 2006-11-29 | 2008-06-27 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 반도체 공정챔버의 냉각장치 |
CN102610481A (zh) * | 2004-09-01 | 2012-07-25 | 艾克塞利斯技术公司 | 用于增加光阻移除率之装置及等离子体灰化方法 |
CN103177954A (zh) * | 2011-12-26 | 2013-06-26 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 使用温度可控的限制环的刻蚀装置 |
Families Citing this family (32)
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JP3553688B2 (ja) * | 1995-05-10 | 2004-08-11 | アネルバ株式会社 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
US5589041A (en) * | 1995-06-07 | 1996-12-31 | Sony Corporation | Plasma sputter etching system with reduced particle contamination |
CH690857A5 (de) * | 1995-07-04 | 2001-02-15 | Erich Bergmann | Anlage zur plasmaunterstützten physikalischen Hochvakuumbedampfung von Werkstücken mit verschleissfesten Schichten und Verfahren zur Durchführung in dieser Anlage |
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